材料期末考试题目及答案

第一章概述1、材料与工艺是设计的物质技术条件，是产品设计的前提，它与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。

2、按材料的物质结构分类，材料可分为：金属材料：黑色金属（铸铁、碳钢、合金钢）、有色金属（铜、铝及合金等）无机非金属材料：石材、陶瓷、玻璃、石膏等有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维、木材、皮革等复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料等３、材料设计的方式：一、从产品的功能、用途出发；二、从原材料出发。

４、材料的固有特性：物理性能、化学性能。

材料的派生特性：材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济性。

第三章材料感觉特性的运用1、产品造型设计的三大感觉要素：形态感色彩感材质感２、材料感觉特性的概念及分类概念：材料质感又称材料感觉特性，指人的感觉器官（触觉和视觉）对材料作出的综合印象,由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动。

分类：、一、触觉质感和视觉质感；二、自然质感和人为质感（利用人为质感设计可以做到同材异质感、异材同质感，从而使设计更加灵活多样、变化无穷。

）３、质感设计的三大运用原则：合理、艺术性、创造性地使用材料４、质感设计在产品造型设计中的作用。

1）、提高适用性—良好的触觉质感设计，可以提高整体设计的适用性。

2）、增加装饰性-——良好的视觉质感设计可以提高工业产品整体设计的装饰性，还能补充形态和色彩所难以替代的形式美。

3）、获得多样性和经济性———良好的人为质感设计可以替代自然质感或弥补自然质感的某些不足，可以节约大量珍贵的自然材料，达到工业产品设计的多样性和经济性。

4）、表现真实性和价值性——良好的整体设计的真实性和价值性。

第五章金属材料及其加工技术1、金属材料的性能1）使用性能物理性能有哪些：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性化学性能有哪些：耐腐蚀性、抗氧化性力学性能有哪些：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度强度（概念）：强度是金属材料抵抗外力荷载而不致失效的能力指标：屈服点和抗拉强度；塑性（概念）：塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。

指标：断后伸长率、断面收缩率硬度（概念）：硬度是金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。

冲击韧性（概念）：金属材料抵抗冲击载荷的能力，叫做冲击韧性疲劳强度（概念）：疲劳强度是指材料经受无数次应力循环时的最大应力。

2）工艺性能有哪些：铸造性、锻压性、焊接性和切削加工性等。

2、金属晶格结构形式：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格结晶（概念）：金属及合金从液体状态转变为固体状态并形成晶体结构的过程称为结晶。

同素异构转变（概念）：大多数金属结晶后晶格结构的类型保持不变，少数如铁、锰、锡、钛、铝等，在固态范围内，因温度的变化还会出现晶体结构的转变，称为同素异构转变。

合金（概念）：是指由两种或两种以上金属元素（或金属与非金属元素）组成的具有金属特性的物质。

3、常见的金属材料分类及牌号表示法的含义分类：黑色金属、纯铁、钢1）碳素钢（………）Q235-A·F：表示屈服点为235的普通碳素结构钢。

45：含碳量为0.45％的钢。

08F：含碳量为0.08％的钢。

T8：含碳量为0.8％的碳素工具钢。

T10A：表示含碳量在1％的碳素工具钢。

ZG200-400：表示屈服点为200MPA，抗拉强度为400MPA的铸钢。

2）合金钢（………）P75页Q390：屈服点为450的普通碳素钢。

Y40Mn：表示碳质量为0.4％且含Mn量小于1.5％的易切削结构钢。

60SI2Mn：含碳量为0.6％，含硅量为2％且含Mn量小于1.5％的合金钢。

GCr15：表示平均含铬量为1.5％的滚动轴承钢。

35CrMo：0Cr19Ni9：含碳量少于0.08％，含Cr量为19％且含Ni量为9％的不锈钢。

铸铁HT250:表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。

QT700-2:表示最低抗拉强度为700MPa、最低断后伸长率δ为2％的球墨铸铁。

KTH350-10:表示最低抗拉强度为350MPa、最低断后伸长率为10％的黑心可锻铸铁，即铁素体可锻铸铁.KTZ650-02：表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2％的珠光体可锻铸铁。

RuT300:表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。

有色金属及其合金铝及其合金1070：表示纯度为99.70％的变形工业纯铝。

LF21：表示21号防锈铝合金。

（数字越大，纯度越低）LY11：表示11号硬铝合金。

LC4：表示4号超硬铝合金。

LD：锻铝。

ZAlSi12：表示含硅量为12%，余量为铝的铸造铝合金。

铜及其合金H68：表示平均WCu=68%，其余为锌的普通黄铜。

ZCuZn38：平均wZn=38%，其余为铜的铸造普通黄铜B25：表示镍含量为约25%，其余为铜的普通白铜。

ZCuSn10P1：表示平均wSn=10%、wP=1%，其余为铜的铸造锡青铜。

钛及钛合金TA6：表示6号α型钛合金TC4：表示4号α＋β型钛合金。

粉末冶金（概念）：4、工艺过程（概念）：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

工艺规程（概念）：一台结构相同、要求相同的机器，或者具有相同要求的机器零件，均可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的。

人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产，这些工艺文件即称为工艺规程。

5、铸造（概念）:铸造是指金属受热融化并浇铸到预先制作好的铸型内，凝固后获得一定形状和性能的金属制品的成型方法。

金属的铸造性能：流动性、收缩率6、砂型铸造（概念）：是以型砂为主要造型材料制备铸型的铸造工艺方法，它具有适应性广、生产准备简单、成本低廉等优点，是应用最广的铸造方法。

砂型的种类：块模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造型、刮板造型７、特种铸造的种类和优点种类：金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等优点：提高铸件精度和表面质量、提高生产率、改善劳动条件等。

金属型铸造的原理、特点及应用范围原理：金属型铸造是指在重力的作用下将液态金属浇入金属型中获得铸件的方法，也称狭义的重力铸造。

金属型可连续使用几千次至数万次特点：金属型使用寿命长，可“一型多铸”，提高生产率；铸件的晶粒细小、组织致密，力学性能比砂型铸件高约25％；铸件的尺寸精度高、表面质量好；铸造车间无粉尘和有害气体的污染，劳动条件改善。

金属型铸造的不足之处是金属型制造周期长、成本高、工艺要求高，且不能生产形状复杂的薄壁铸件，否则易出现浇不足和冷隔等缺陷；受铸型材料的限制，浇注高熔点的铸钢件和铸铁件时，金属型的寿命低。

应用范围：目前金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的铝、铜、镁等非铁金属及合金铸件。

如铝合金活塞、油泵壳体，铜合金轴瓦、轴套等。

压力铸造的原理、特点及应用范围原理：压力铸造是指熔融金属在高压下快速压入铸型中，并在压力下凝固的铸造方法，简称压铸。

特点：压力铸造具有如下特点：生产率高，便于实现自动化；铸件的精度高、表面质量好；组织细密、性能好；能铸出形状复杂的薄壁铸件。

但压力铸造设备投资大，压铸型制造周期长、成本高；受压型材料熔点的限制，目前不能用于高熔点铸铁和铸钢件的生产.应用范围：主要用于大批量生产铝、锌、铜、镁等非铁金属与合金件。

如汽车、仪表、计算机、航空、摩托车、日用品等行业各类中小型薄壁铸件，如发动机气缸体、气缸盖、仪表壳体、电动转子、照相机壳体、各类工艺品、装饰品等。

8、锻压加工（概念）:锻压加工是指对坯料施加压力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。

它是锻造和冲压的总称。

金属的锻造性能：可锻性9、自由锻（概念）:自由锻是指用简单的通用性工具 ,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。

模锻（概念）: 模锻是指利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。

10、冲压（概念）:冲压是指使金属板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。

冲压的基本工序: 分离工序、变形工序分离工序有哪些: 切断、落料、冲孔、切口、切边等。

落料及冲孔（概念）：落料及冲孔的工艺过程完全相同, 当坯料被冲下的部分为成品时, 该工艺过程称为落料；当坯料的周边为成品时, 该工艺过程称为冲孔。

落料与冲孔总称为冲裁。

变形工序有哪些: 弯曲、拉深、翻边、起伏、缩口和胀形等。

11、焊接（概念）：焊接是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。

金属的焊接性能：焊接性,、碳当量（概念）：把钢中合金元素 ( 包括碳 ) 的含量按其作用换算成碳的相当含量称碳当量。

12、焊接的分类熔焊（概念）：将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。

常见的熔焊有哪些：焊条电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、气焊与气割压焊（概念）：压焊是指在焊接过程中必须对工件施加压力 ( 加热或不加热 ) ，以完成焊接的方法。

常见的压焊有哪些：电阻焊钎焊（概念）：钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接工件的方法。

13、金属切削加工（概念）：金属切削加工是指利用切削刀具在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多余材料，得到预想的工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。

金属切削加工性能：切削加工性每种车床的应用场合：车床主要用于加工轴或孔、圆锥或球体等具有回转表面的工件，是使用最广的一类机床; 铣床主要用于加工零件上的键槽和端面; 指主要用钻头在工件上加工孔的机床; 刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床;磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床,主要目的提高工作表面的精度; 镗床主要用来加工壳体的轴孔和端面.14、热处理（概念）:金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却，以达到改善材料性能的一种工艺。

15、整体热处理方法有哪些及其目的:退火和正火（预备热处理）：目的是为消除毛坯的组织缺陷，或为以后的加工作准备；淬火和回火（最终热处理）：配合可强化钢材，提高零件或工具的使用性能。

调质（概念）：工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。

16、表面热处理方法有哪些：表面淬火、表面淬火（概念）：是通过快速加热金属表面层至所要求的温度，然后进行淬火，以提高金属表面的硬度和耐磨性。

化学热处理（概念）：将钢件放在具有一定活性介质的介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入钢件的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺称化学热处理。